湿法烟气脱硫液新型添加剂的研究

论文摘要

SO2污染问题已成为制约我国国民经济健康发展的一个重要因素,石灰石/石灰因价廉易得,广泛应用于湿法烟气脱硫过程中。在石灰石/石灰脱硫液中加入添加剂可有效地提高液相传质系数,提高石灰石/石灰利用率和脱硫率,同时还具有防止结垢、缓冲浆液的作用,因此脱硫液添加剂的研究越来越引起人们重视。本课题对阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）分别与两性离子表面活性剂十二烷基磺基甜菜碱（DSB）、非离子表面活性剂TritonX-100（TX-100）进行了复配研究,研发出湿法烟气脱硫液的新型添加剂。分别测定了SDS与DSB、TX-100按不同比例复配后混合液的表面张力,并对不同复配体系之间的相互作用进行了研究;探讨了Na2SO4和NaCl两种盐及其浓度对复配体系表面性能的影响。结果表明:SDS与DSB复配体系在降低表面张力、胶束生成能力方面的增效作用较明显,当SDS与DSB的混合摩尔比为3:2时,复配体系的表面张力和临界胶束浓度（cmc）均降至最低,增效作用最强;钠盐的加入能使复配体系的cmc降低,促进了胶束的形成,在降低cmc值的能力上:Na2SO4>NaCl。通过复配实验最终确定采用SDS与DSB复配比为3:2,并添加无机盐Na2SO4（0.01mol/L）的混合体系作为新型脱硫液添加剂,并对其脱硫性能进行了研究。根据比例放大原理自行设计了微型模拟湿法烟气脱硫成套实验装置,并通过大量的实验和经验对微型模拟实验装置进行了实际检测和调试,确定了较为合理的运行参数,为新型添加剂在湿法脱硫中的应用提供了实验平台。本文采用微型模拟装置通过模拟湿法烟气脱硫浆液环境,首先研究了新型添加剂对石灰石脱硫液溶解特性的影响,结果表明:pH值为5.3时,新型添加剂的加入促进了石灰石溶液的硫酸溶解;降低了CaCO3饱和溶液的表面张力和cmc值;使CaCO3的溶解度达到8.88mmol/L,比无添加剂时的CaCO3溶解度提高了近9倍。此外还研究了新型添加剂对石灰石脱硫性能的影响,结果表明:新型添加剂的加入能明显提高SO2的吸收率,当新型添加剂的浓度在10mmol/L左右时,强化效果最佳,脱硫效率提高5%,达到93.6%;增强了石灰石脱硫液的缓冲能力,使脱硫浆液的pH值稳定在5.3左右。最后对其进行了经济技术分析:按300MW机组计算,脱硫液加入新型添加剂后,其脱硫成本同运行环境下降低约6.90%。本论文对表面活性剂在湿法烟气脱硫工业中的应用具有一定实用参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 2 污染的危害'>1.2 S0₂污染的危害
• 2 排放的紧迫性'>1.3 控制火电厂S0₂排放的紧迫性
• 1.4 我国火电厂烟气脱硫的现状及进展
• 1.4.1 我国火电厂烟气脱硫的历程
• 1.4.2 我国火电厂烟气脱硫装置的建设现状和进展
• 1.4.3 我国火电厂烟气脱硫工艺技术状况及进展
• 1.5 湿法烟气脱硫添加剂的研究
• 1.5.1 无机添加剂的研究
• 1.5.2 有机添加剂的研究现状及最新进展
• 1.5.3 新型有机添加剂的研究及应用概况
• 1.6 课题研究的创新点、意义及主要内容
• 1.6.1 课题研究的创新点
• 1.6.2 湿法烟气脱硫液新型添加剂研究的意义
• 1.6.3 课题研究的主要内容
• 第2章 脱硫液新型添加剂的研究
• 2.1 表面活性剂的概述
• 2.2 表面活性剂的复配
• 2.2.1 表面活性剂研究热点
• 2.2.2 复配体系最佳配比的确定原则
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 实验原料
• 2.3.2 实验仪器
• 2.3.3 实验方法及原理
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 表面活性剂复配体系的表面性能
• 2.4.2 复配体系表面活性剂间的相互作用
• 2.4.3 钠盐对复配体系表面性能的影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 微型模拟湿法烟气脱硫实验装置的设计和改进
• 3.1 石灰石－石膏湿法脱硫工艺流程
• 3.1.1 烟气系统
• 3.1.2 吸收塔
• 3.1.3 石膏脱水系统
• 3.1.4 石灰石制备系统
• 3.1.5 公用系统
• 3.1.6 废水处理系统
• 3.2 石灰石－石膏湿法脱硫工艺的微型化
• 3.2.1 石灰石－石膏湿法脱硫工艺的微型化设计
• 3.2.2 微型模拟湿法烟气脱硫成套实验装置的改进
• 3.3 微型模拟湿法烟气脱硫成套实验装置的调试
• 3.3.1 实验系统
• 3.3.2 实验具体过程
• 3.3.3 实验结果与讨论
• 3.4 技术保证
• 第4章 脱硫液新型添加剂脱硫性能的研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料和仪器
• 4.1.2 实验方法
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 石灰石粉末化学成份的分析
• 4.2.2 新型添加剂对石灰石硫酸溶解特性的影响
• 3 饱和溶液表面张力的影响'>4.2.3 新型添加剂对CaC0₃饱和溶液表面张力的影响
• 3 饱和溶液溶解度的影响'>4.2.4 新型添加剂对CaC0₃饱和溶液溶解度的影响
• 4.2.5 新型添加剂对石灰石脱硫性能的影响
• 4.3 新型添加剂经济技术分析
• 4.3.1 石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统物料计算
• 4.3.2 石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统年运行费用估算
• 4.3.3 石灰石的经济效益
• 4.3.4 排污经济效益
• 4.3.5 环境效益
• 4.3.6 社会效益
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
• 致谢